检索结果-内蒙古大学图书馆

过程工程学报 2023年第7期23卷 987-994页

作者：张贺明孟婵董丽苏倩成卫国郑州大学河南先进技术研究院河南郑州450001 中国科学院过程工程研究所离子液体清洁过程北京市重点实验室北京100190

二氧化碳(CO_(2))既是造成温室效应的主要气体,也是一种重要的C1资源,CO_(2)资源化利用是全球战略目标和研究热点,以CO_(2)与环氧化合物为原料合成环状碳酸酯是其高效高值化利用的主要途径。为解决以往催化剂体系存在的催化剂稳定性差... 详细信息

二氧化碳(CO_(2))既是造成温室效应的主要气体,也是一种重要的C1资源,CO_(2)资源化利用是全球战略目标和研究热点,以CO_(2)与环氧化合物为原料合成环状碳酸酯是其高效高值化利用的主要途径。为解决以往催化剂体系存在的催化剂稳定性差、催化活性低、催化剂制备复杂等问题,本研究以高稳定性的氧膦化合物与过渡金属盐进行复配,通过调控过渡金属盐和氧膦化合物的比例,形成不同配比的二元复合催化体系,优选了最佳过渡金属盐和最佳比例(三丁基氧膦与溴化锌摩尔比为2:1,即[2Bu3PO-ZnBr2]),考察了催化剂用量、CO_(2)压力、反应时间、反应温度的影响,在最佳反应条件下(130℃,3 h,3 MPa),环氧丙烷(PO)的转化率可达92%。通过相关表征揭示了膦基复合催化体系与反应物之间的相互作用,提出了可能的催化机理。[2Bu3PO-ZnBr2]催化体系在循环使用5次后,依然能够保持高催化活性。本研究提出的膦基二元复合催化体系可为催化剂设计和CO_(2)利用提供思路。

关键词：二氧化碳环加成反应环状碳酸酯

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Cu基催化剂表面改性及其催化二氧化碳加氢制甲醇性能研究

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过程工程学报 2024年第10期24卷 1166-1176页

作者：杨强王刚李春山中国科学院成都有机化学研究所四川成都610041 中国科学院大学北京100049 中国科学院过程工程研究所介科学与工程全国重点实验室绿色过程与工程国家重点实验室离子液体清洁过程北京市重点实验室北京100190 惠州市绿色能源与新材料研究院广东惠州516083

开发CO_(2)加氢制甲醇高效Cu基催化剂对循环利用该温室气体具有重要意义。工作通过共沉淀、后浸渍法制备了系列助剂(Mn,In,Mo,Mg,Zr)改性的Cu/ZnO/Al_(2)O_(3)(CZA)催化剂,并用固定床反应器评价了其CO_(2)加氢制甲醇催化性能。采用CO_(2... 详细信息

开发CO_(2)加氢制甲醇高效Cu基催化剂对循环利用该温室气体具有重要意义。工作通过共沉淀、后浸渍法制备了系列助剂(Mn,In,Mo,Mg,Zr)改性的Cu/ZnO/Al_(2)O_(3)(CZA)催化剂,并用固定床反应器评价了其CO_(2)加氢制甲醇催化性能。采用CO_(2)-TPD、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)和H_(2)-TPR研究了金属改性助剂对CZA物理化学性质的影响。此外,通过原位红外漫反射光谱表征揭示了CO_(2)加氢制甲醇反应机理。结果表明,Mn改性CZA催化剂具有良好的还原性能、优异的CO_(2)吸附能力和适宜的Cu^(+)/Cu^(0)比,恰当的Cu^(+)/Cu^(0)比例可促进甲氧基的稳定与转化,从而产生更多的甲醇。金属改性有助于增强铜与载体的相互作用,促进催化剂还原,抑制活性铜组分聚集。与未经处理的CZA催化剂相比,Mn改性催化剂表面具有更多中强碱性位点,有助于吸附更多的CO_(2),进一步加氢形成甲酸盐、甲氧基等中间体。CZA和改性CZA上CO_(2)加氢生成甲醇反应机理遵循甲酸盐途径,甲氧基是关键中间体。Mn改性CZA催化剂由于较强的金属-载体相互作用,催化剂表面Cu纳米颗粒解离H_(2)能力得到提高,载体中存在的间隙H有助于甲酸盐物种的产生,消耗的间隙H由表面Cu纳米颗粒解离出的H原子补充。改性催化剂中的间隙H存在和解离H_(2)能力提升加速了中间物种的形成与转化,促进甲醇的生成。

关键词： Cu基催化剂金属-载体相互作用甲醇合成表面改性反应机理

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低成本干法石墨厚电极的制备与性能研究

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储能科学与技术 2025年

作者：阮晶晶巫湘坤李勇慧赵冲冲李珅珅王童飞梁圣杰高桂红龙子湖新能源实验室氢能储能中心郑州中科新兴产业技术研究院河南省储能材料与过程重点实验室中国科学院过程工程研究所离子液体清洁过程北京重点实验室

采用粘结剂纤维化法制备了锂离子电池石墨干法电极，探讨电极厚度、粘结剂聚四氟乙烯（PTFE）含量和碳纳米管（CNT）对干法电极影响，选用扫描电子显微镜（SEM）和X射线能谱仪（EDS）对干法电极片的形貌和元素分布进行了分析测试，借助... 详细信息

采用粘结剂纤维化法制备了锂离子电池石墨干法电极，探讨电极厚度、粘结剂聚四氟乙烯（PTFE）含量和碳纳米管（CNT）对干法电极影响，选用扫描电子显微镜（SEM）和X射线能谱仪（EDS）对干法电极片的形貌和元素分布进行了分析测试，借助电子万能试验机、四探针内阻仪和光学接触角测量仪，对石墨干法极片进行拉伸强度、电子导电性和电解液的浸润性进行测试，通过充放电测试手段研究了干法电极片的电化学性能。结果表明当电极厚度超过300 μm时，电化学性能明显变差，所制备极片厚度应控制在300 μm以内。综合电化学性能、拉伸性能、导电性和对电解液的浸润性，当石墨：PTFE：CNT：导电炭黑（SP）比例为96:1:1:2，能达到首效91.7%，可逆容量大于330 mAh/g，面容量为11.28 mAh/cm2，拉伸率9.06%，电阻为24.1 Ω，与电解液接触角为65.33°。通过SEM可以清楚地看到在电极的表面和横截面均有丰富的PTFE，PTFE以纤维状态存在，形成具有层次结构的分支状纤维，在电极内部构建出一个连续的网状架构。在制备石墨干法极片过程发现引入碳纳米管后，更易制备成极片，而且极片的韧性和导电性得到很大的提高。面对高能量密度的需求，厚电极的制造也是关键的发展方向，与湿法涂布工艺相比，在没有溶剂情况下的干法电极制造可以潜在地避免厚电极制造的限制，干法电极技术可以提供一种更低成本，对环境无害且可持续发展的高效电极制备方案。

关键词：锂离子电池干法电极 PTFE纤维化石墨厚电极

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多三元环季铵自燃离子液体的合成及性能

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含能材料 2023年第9期31卷 870-879页

作者：蒋章姚远刘雪刘龙焦念明张延强中国科学院过程工程研究所中国科学院粉体材料技术重点实验室离子液体清洁过程北京市重点实验室北京100190 沈阳化工大学化学工程学院辽宁沈阳110020 郑州中科新兴产业技术研究院河南郑州450000

以三元碳环作为张力能结构单元,合成了基于N,N‑(二环丙基甲基)环丙胺为阳离子,二氰胺根和氰基硼氢根为阴离子的系列离子液体。采用核磁(NMR)、红外光谱(IR)和高分辨率质谱(HRMS)等表征方法,确认了所得离子液体的结构,并对其物化性质(如... 详细信息

以三元碳环作为张力能结构单元,合成了基于N,N‑(二环丙基甲基)环丙胺为阳离子,二氰胺根和氰基硼氢根为阴离子的系列离子液体。采用核磁(NMR)、红外光谱(IR)和高分辨率质谱(HRMS)等表征方法,确认了所得离子液体的结构,并对其物化性质(如熔点、热分解温度、密度、粘度、生成焓、比冲和点火延迟时间)进行了测定或计算。结果表明:设计合成的10种离子液体均能与白烟硝酸(WFNA)发生自燃,氰基硼氢类离子液体与相应的二氰胺类离子液体相比,点火延迟时间更短。张力环结构的引入可提高离子液体生成焓(0.87~1.96 kJ∙g^(-1)),三元环结构紧凑的堆积有利于提高离子液体密度(1.01~1.18 g∙cm^(-3)),张力环基自燃离子液体表现出更高的密度比冲(436.7~454.4 s·g·cm^(-3))。分子结构中引入张力环基团为提高自燃离子液体的能量密度提供了新的思路。

关键词：离子液体自燃能量密度张力环推进剂

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超强碱离子液体-有机胺-水复配溶剂高效CO_(2)捕集

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过程工程学报 2023年第5期23卷 781-789页

作者：王凯旋李涛李玉白银鸽曾少娟任保增张香平董海峰郑州大学化工学院河南郑州450001 中国科学院过程工程研究所离子液体清洁过程北京市重点实验室北京100190 中国科学院过程工程研究所北京100190 惠州市绿色能源与新材料研究院广东惠州516081

CO_(2)捕集是实现碳减排的重要技术之一。其中,化学吸收法是一种有效的、适用于低CO_(2)分压的CO_(2)捕集技术。开发出一种高效、低能耗、环保的吸收剂是该领域的研究难点和热点。离子液体(ILs)作为一类绿色溶剂,在CO_(2)捕集中具有结... 详细信息

CO_(2)捕集是实现碳减排的重要技术之一。其中,化学吸收法是一种有效的、适用于低CO_(2)分压的CO_(2)捕集技术。开发出一种高效、低能耗、环保的吸收剂是该领域的研究难点和热点。离子液体(ILs)作为一类绿色溶剂,在CO_(2)捕集中具有结构可调节、反应速率快、吸收量高等优势,但存在黏度大、价格昂贵等问题,本工作提出将超强碱离子液体1,8-二氮杂二环[5,4,0]十一碳-7-烯咪唑([HDBU][Im])与单乙醇胺(MEA)复配得到离子液体复配溶剂,来提高吸收剂的CO_(2)吸收量并降低吸收CO_(2)后溶剂的黏度。研究了离子液体浓度、吸收温度、CO_(2)分压等对离子液体复配溶剂捕集CO_(2)性能的影响,测定了离子液体复配溶剂在不同CO_(2)负荷下的密度和黏度等物性。结果表明,30wt%MEA+10wt%[HDBU][Im]具有较好的吸收能力,在40℃下,CO_(2)吸收量达到0.1453 g CO_(2)/g溶剂,且吸收CO_(2)前后溶剂的黏度分别为2.312和4.303 mPa·s,显著低于离子液体吸收剂,是一种具有潜力的CO_(2)捕集溶剂。

关键词： CO_(2)捕集超强碱离子液体乙醇胺离子液体复配溶剂吸收量

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NiMo双金属催化热解废旧聚对苯二甲酸乙二醇酯

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科学通报 2025年第18期70卷 2904-2913页

作者：刘俊泓李益宋坤桐侯文霞郑煦中国科学院过程工程研究所多相复杂系统国家重点实验室离子液体清洁过程北京市重点实验室中国科学院绿色过程与工程重点实验室东南大学能源与环境学院中国石化石油化工科学研究院有限公司

以NiMo双金属为催化剂,在H2气氛下,通过催化热解成功实现了废旧聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）高值转化,生产富含对苯二甲酸（TPA）的芳香化合物.在本研究中,重点研究了不同结构催化剂及NiMo催化剂中Ni的存在形式对于催化热解反应的影响.... 详细信息

以NiMo双金属为催化剂,在H2气氛下,通过催化热解成功实现了废旧聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）高值转化,生产富含对苯二甲酸（TPA）的芳香化合物.在本研究中,重点研究了不同结构催化剂及NiMo催化剂中Ni的存在形式对于催化热解反应的影响.当热解温度为450℃、催化剂为5NiMo/Al2O3时,芳香族化合物收率最高,达到了62.6wt%,其中TPA含量为65.1%.经实验及表征结果分析,Ni对催化反应的促进作用不仅因为其优异的加氢性能,还在于Ni促进了MoO2在载体上的分散,从而提高了催化活性.同时,Ni还降低催化剂活化温度、增加催化剂热稳定性,其丰富的催化剂酸性位点进一步地促进PET的解聚加氢.此外,利用原位气相色谱技术考察了NiMo催化剂在H2气氛下催化PET催化热解的机理.研究表明PET转化为TPA的主要途径是Hβ的转移和烷氧基的断裂生成羧酸和乙烯基酯,乙烯基酯进一步加氢形成为羧基和烯烃.此项研究有望促进废旧PET在热解路径的高效定向转化.

关键词：废旧PET 催化 NiMo催化剂热解

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二元导电剂对锂浆料电池性能的影响

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储能科学与技术 2023年第11期12卷 3299-3306页

作者：高桂红刘福园李珅珅巫湘坤刘艳侠郑州中科新兴产业技术研究院河南省储能材料与过程重点实验室河南郑州450003 中国科学院过程工程研究所离子液体清洁过程北京重点实验室北京100190

电子传导是以悬浮液为电极的锂浆料电池性能受限的关键因素之一,本工作以碳纳米管(CNTs)、石墨烯(Gen)新型导电剂与科琴黑(KB)、卡博特炭黑(Cabot)传统导电剂不同比例混配成二元导电剂,通过电子扫描显微镜观察、浆料的沉降率、电导率、... 详细信息

电子传导是以悬浮液为电极的锂浆料电池性能受限的关键因素之一,本工作以碳纳米管(CNTs)、石墨烯(Gen)新型导电剂与科琴黑(KB)、卡博特炭黑(Cabot)传统导电剂不同比例混配成二元导电剂,通过电子扫描显微镜观察、浆料的沉降率、电导率、电化学阻抗谱、电化学性能测试等方法研究了二元复合导电剂对锂浆料电池性能的影响。研究结果表明:CNTs缠绕在活性颗粒的表面形成较多的导电位点,炭黑又围绕在活性颗粒及CNTs周围形成覆盖面更广导电路径,炭黑还附着在Gen表面,提高其垂直方向的导电能力,但Gen具有团聚、分散不均匀的现象;含Gen的浆料起始沉降速度低,且吸液保液能力好,沉降率长期稳定在3.10%;复合导电剂1%Cabot+0.3%CNTs的浆料电导率高达124.75 mS/cm,半电池的电化学转移阻抗仅有42Ω,其放电比容量为171.06 mAh/g,首次充放电效率高达86.01%,循环230次后容量保持率仍有92.78%。

关键词：二元复合导电剂锂浆料电池电性能

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颗粒级配对锂浆料电池性能的影响

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储能科学与技术 2023年第2期12卷 329-338页

作者：高桂红李珅珅刘福园巫湘坤刘艳侠郑州中科新兴产业技术研究院河南省储能材料与过程重点实验室河南郑州450003 中国科学院过程工程研究所离子液体清洁过程北京重点实验室北京100190

利用大小颗粒之间的填充效应,本文设计了2种粒径的活性颗粒组成7种级配体系,并系统研究了其浆料的性能。借助激光粒度仪、电导率仪、比表面测试仪、扫描电子显微镜、沉降测试和电化学测试等手段分析了样品粒度分布、比表面积、颗粒形貌... 详细信息

利用大小颗粒之间的填充效应,本文设计了2种粒径的活性颗粒组成7种级配体系,并系统研究了其浆料的性能。借助激光粒度仪、电导率仪、比表面测试仪、扫描电子显微镜、沉降测试和电化学测试等手段分析了样品粒度分布、比表面积、颗粒形貌、浆料的电导率、沉降率、电化学阻抗谱和充放电性能。结果表明,所有级配粒径分布均呈单峰接近正态分布;级配颗粒属于大孔或者无孔材料;小颗粒是典型的单晶结构,大颗粒由球形大颗粒构成,3∶7和0∶10样品扫描电子显微镜图显示大粒径周围被小粒径和导电剂包围着,形成了完整连续的三维导电网络;大颗粒组成的浆料电导率为41.80 mS/cm,小颗粒组成的浆料电导率高达123.39 mS/cm;3∶7样品浆料的沉降率和沉降速率最小,颗粒级配更接近Fuller最密充填粒度分布经验曲线;3∶7和5∶5样品0.1 C的放电比容量分别达到194.88 mAh/g和187.38 mAh/g,实际比容量发挥分别高于商业典型值10%、5%以上,首次充放电效率高达90.54%、87.96%。此外,3∶7样品电池还表现出最优异的循环性能,经循环250次后,容量保持率为83.63%。总之,级配为3∶7样品的颗粒填充效应得到充分发挥,表现出最优异的性能。本文提供了最佳比例的颗粒级配设计比,为优异性能的颗粒级配提供重要参考。

关键词：粒径级配锂浆料电池富勒级配曲线

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高能量长续航无人机电池的开发及制备

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储能科学与技术 2024年第8期13卷 2550-2558页

作者：巩文豪李蒙张涛张若涛刘艳侠郑州中科新兴产业技术研究院河南省储能材料与过程重点实验室河南郑州450003 中国科学院过程工程研究所离子液体清洁过程北京重点实验室北京100190

以高镍三元单晶和多晶颗粒为正极材料,制备出了3种体系的正极极片。负极材料采用高首效和低膨胀的硅氧颗粒,并制备成负极极片。通过软包电池叠片和注液工艺,制备成单体电芯。采用3种不同的化成工艺对单体电池进行激活,经过高温加压和阶... 详细信息

以高镍三元单晶和多晶颗粒为正极材料,制备出了3种体系的正极极片。负极材料采用高首效和低膨胀的硅氧颗粒,并制备成负极极片。通过软包电池叠片和注液工艺,制备成单体电芯。采用3种不同的化成工艺对单体电池进行激活,经过高温加压和阶梯式充电电流方式化成的电池,循环500周后容量保持率高达95.3%。最终制备的单体电池在常温2 C放电条件下表现出优异的电化学性能,放电容量为23 Ah,能量密度达到269 Wh/kg。在常温1 C/2 C循环1000次后,电池容量保持率达到88.3%。单体电池在高温柜放置7天后,电池的容量保持率达到95.7%,容量恢复率为97.4%。该电池还具有优异的放电倍率性能,以1 C放电容量为基准值,10 C的放电容量比达到了83.3%。按照国家标准,电池还顺利通过了严格的加热和外短路安全要求测试。此外,通过选用一致性更高的6块单体电池以串联的方式进行组装,成功制备出了无人机电池组。该电池组尺寸为81 mm×183 mm×71 mm,重量为1902 g,2 C放电能量密度为240 Wh/kg,可满足不同倍率下放电,使之能够在多种复杂工作条件下为无人机提供可靠的动力支持。

关键词：无人机锂离子电池高能量电池组

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Pickering乳液催化非均相羟醛缩合反应研究

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化工学报 2023年第1期74卷 449-458页

作者：陈余郑晓妍赵辉王二强李杰李春山中国科学院过程工程研究所离子液体清洁过程北京市重点实验室北京100190 中国科学院大学化工学院北京101408 北京石油化工学院新材料与化工学院北京102617 先进能源科学与技术广东省实验室广东惠州516003

近年来,煤基合成甲基丙烯酸甲酯(MMA)工艺获得广泛关注,但甲醛、丙醛羟醛缩合反应存在反应过程不连续、分离回收过程复杂等瓶颈问题。本文以表面改性的二氧化硅(SiO_(2))纳米球为乳化剂,乳化剂颗粒交联进一步“加固”,在液滴周围形成了... 详细信息

近年来,煤基合成甲基丙烯酸甲酯(MMA)工艺获得广泛关注,但甲醛、丙醛羟醛缩合反应存在反应过程不连续、分离回收过程复杂等瓶颈问题。本文以表面改性的二氧化硅(SiO_(2))纳米球为乳化剂,乳化剂颗粒交联进一步“加固”,在液滴周围形成了致密SiO_(2)壳层,构筑了强化型油包水(W/O)Pickering乳液。该Pickering乳液催化体系不仅实现了催化剂的“固载”和羟醛缩合温和反应过程的非均相转化,也为其他均相催化反应体系提供了机遇。

关键词：乳液多相反应催化甲基丙烯醛多孔微球

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